沸石SSZ-13的低压合成制造技术

描述了一种在环境压力下通过沸石间转化从FAU骨架型沸石合成铝硅酸盐CHA骨架型分子筛的方法。筛的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】沸石SSZ
‑
13的低压合成
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年8月3日提交的美国临时申请序列号62/909,609的优先权和权益。


[0003]本公开涉及在环境压力下合成沸石SSZ
‑
13。

技术介绍

[0004]分子筛由国际沸石协会结构委员会(the Structure Commission of the International Zeolite Association)根据IUPAC沸石命名委员会(the IUPAC Commission on Zeolite Nomenclature)的规则进行分类。根据该分类，结构已确定的骨架型沸石和其它结晶微孔分子筛被指定一个三字母代码，并在“沸石骨架类型图集(Atlas of Zeolite Framework Types)”中进行了描述(第六修订版, Elsevier, 2007)。
[0005]CHA骨架型分子筛材料，例如沸石SSZ
‑
13，特征在于含有双六环(D6R)和笼的三维八元环(8MR)孔/通道系统。已知CHA骨架型分子筛在多种应用中有效地作为催化剂，例如用于处理燃烧废气(例如，控制氮氧化物NO
x
的排放)和甲醇到烯烃的催化转化中等。
[0006]分子筛材料如CHA通常通过水热合成制备，其中水和反应物在密闭容器中在高温下加热指定时间，这导致结晶过程在自生压力下发生。高自感压力下的操作需要特殊的安全措施和昂贵的设备。
[0007]因此，需要在没有上述苛刻反应条件的情况下制造CHA骨架型分子筛的替代方法。

技术实现思路

[0008]在一个方面，提供了一种合成CHA骨架型分子筛的方法，所述方法包括以下步骤：(1)制备反应混合物，所述反应混合物包含：(a)硅和铝的来源，其中所述硅和铝的来源都是FAU骨架型沸石；(b)碱金属或碱土金属(M)的来源；(c) CHA结构导向剂(Q)；(d)氢氧根离子的来源；和(e)水；以及(2)在环境压力下和在50℃至90℃的温度下加热反应混合物直至形成分子筛的晶体。
具体实施方式
[0009]定义
[0010]术语“环境压力”是指0.9至1.1巴(bar) (90至110 kPa)范围内的压力。
[0011]如本文所用的术语“骨架型”具有在Ch. Baerlocher、L.B.McCusker和D.H. Olson的“沸石骨架类型图集”(第六修订版, Elsevier,2007)中描述的含义。
[0012]本文中的术语“不含(free)”或“不含(free of)”是指所提及的材料未作为有意的成分添加到反应混合物中。
[0013]术语“合成后的”在本文中用于指在结晶之后、在去除结构导向剂之前呈其形式的
分子筛。
[0014]术语“无水”在本文中用于指基本上没有物理吸附水和化学吸附水的分子筛。
[0015]术语“敞开的容器”和“敞开的反应容器”意在涵盖任何通大气的容器。
[0016]术语“SiO2/Al2O3摩尔比”可缩写为“SAR”。
[0017]分子筛的合成
[0018]一种合成CHA骨架型分子筛的方法，所述方法包括以下步骤：
[0019](1)制备反应混合物，所述反应混合物包含：(a)硅和铝的来源，其中所述硅和铝的来源都是FAU骨架型沸石；(b)碱金属或碱土金属(M)的来源；(c) CHA结构导向剂(Q)；(d)氢氧根离子的来源；和(e)水；以及(2)在环境压力下和在50℃至90℃的温度下加热反应混合物直至形成分子筛的晶体。
[0020]反应混合物可具有在表1所阐述的范围内的组成，以摩尔比计：
[0021]表1
[0022]反应物最广泛次级SiO2/Al2O3≥2030至100M/SiO20.05至1.000.10至0.70Q/SiO20.05至0.500.05至0.20OH/SiO20.05至1.000.10至0.70H2O/SiO25至8010至60
[0023]其中M是碱金属或碱土金属，Q是CHA结构导向剂。
[0024]FAU骨架型沸石可以是铵型沸石或氢型沸石(例如NH4型沸石Y、H型沸石Y)。FAU骨架型沸石的实例包括沸石Y (例如，CBV720、CBV760、CBV780、HSZ
‑
385HUA和HSZ
‑
390HUA)。优选地，FAU骨架型沸石为沸石Y。FAU骨架型沸石可以包含两种或更多种沸石。通常，两种或更多种沸石是具有不同的二氧化硅与氧化铝摩尔比的Y沸石。FAU骨架型沸石可具有在20至500 (例如，30至500，或30至100)范围内的SAR。FAU骨架沸石也可以是形成CHA骨架型分子筛的唯一硅和铝的来源。
[0025]反应混合物可以不含单独的硅源，例如胶态二氧化硅悬浮液、烟制二氧化硅、沉淀二氧化硅、碱金属硅酸盐(例如硅酸钠)和原硅酸四烷基酯(例如原硅酸四乙酯)。
[0026]碱金属或碱土金属(M)通常与氢氧根离子的来源一起引入反应混合物中。这种金属的实例包括钠和/或钾，以及镁、钙、锶、钡、锂、铯和铷。如本文所用，短语“碱金属或碱土金属”并不意味着交替使用碱金属和碱土金属，而是指一种或多种碱金属可以单独使用或与一种或多种碱土金属组合使用，以及一种或多种碱土金属可以单独使用或与一种或多种碱金属组合使用。
[0027]CHA骨架结构导向剂(Q)可以是引起具有骨架类型CHA的分子筛的制备的任何试剂。CHA骨架结构导向剂可以包含N
‑
烷基
‑3‑
奎宁醇、N,N,N
‑
三烷基外氨基降冰片烷、N,N,N
‑
三甲基
‑1‑
金刚烷基铵化合物、N,N,N
‑
三甲基
‑2‑
金刚烷基铵化合物、N,N,N
‑
三甲基环己基铵化合物、N,N
‑
二甲基
‑
3,3
‑
二甲基哌啶鎓化合物、N,N
‑
甲基乙基
‑
3,3
‑
二甲基哌啶鎓化合物、N,N
‑
二甲基
‑2‑
甲基哌啶鎓化合物、1,3,3,6,6
‑
五甲基
‑6‑
氮鎓杂
‑
二环[3.2.1]辛烷、N,N
‑
二甲基环己胺和N,N,N
‑
三甲基苄基铵化合物中的一者或多者，更优选地，其氢氧化物，其中更优选地，CHA骨架结构导向剂包含N,N,N
‑
三甲基
‑1‑
金刚烷基铵化合物中的一者或多
者，更优选包含，更优选为N,N,N
‑
三甲基
‑1‑
金刚烷基氢氧化铵。如果使用N,N,N
‑
三甲基
‑1‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种合成CHA骨架型分子筛的方法，所述方法包括以下步骤：(1)制备反应混合物，所述反应混合物包含：(a)硅和铝的来源，其中所述硅和铝的来源都是FAU骨架型沸石；(b)碱金属或碱土金属(M)的来源；(c)CHA结构导向剂(Q)；(d)氢氧根离子的来源；和(e)水；以及(2)在环境压力下和在50℃至90℃的温度下加热所述反应混合物直至形成所述分子筛的晶体。2.如权利要求1所述的方法，其中所述反应混合物具有如下组成，以摩尔比计：SiO2/Al2O3≥20M/SiO20.05至1.00Q/SiO20.05至0.50OH/SiO20.05至1.00H2O/SiO25至80。3.如权利要求1所述的方法，其中所述反应混合物具有如下组成，以摩尔比计：3.如权利要求1所述的方法，其中所述反应混合物具有如下组成，以摩尔比计：4.如权利要求1所述的方法，其中所述FAU骨架型沸石是沸石Y。5.如权利要求1所述的方法，其中所述FAU骨架型沸石具有在20至500范围内的SiO2/Al2O3摩尔比。6.如权利要求1所述的方法，其中所述FAU骨架型沸石具有在30至100范围内的SiO2/Al2O3摩尔比。7.如权利要求1所述的方法，其中所述反应混合物不含单独的硅源。8.如权利要求7所述的方法，其中所述单独的硅源选自由以下组成的组：胶态二氧化硅悬浮液、烟制二氧化硅、沉淀二氧化硅、碱金属硅酸盐、原硅酸四烷基酯以及它们的任何组合。9.如权利要求1所述的方法，其中所述碱金属或碱土金属(M)包含钠。10.如权利要求1所述的方法，其中所述CHA骨架结构导向剂包含N
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：雪佛龙美国公司，
类型：发明
国别省市：